淺談壓力容器檢驗(yàn)誤差

(云南麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測(cè)中心　云南　麗江　674100)

壓力容器通常是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，材質(zhì)包括金屬及非金屬。壓力容器內(nèi)部和外部的壓力差具有潛在的危險(xiǎn)，在壓力容器的發(fā)展歷史上，許多安全事故都因?yàn)樵O(shè)計(jì)、制造、操作和使用不當(dāng)而發(fā)生，因此壓力容器受到嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)控制。應(yīng)用電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)對(duì)壓力客器進(jìn)行應(yīng)力分析時(shí),必然遇到對(duì)測(cè)量過(guò)程及結(jié)果進(jìn)行誤差分析的問(wèn)題。

一、壓力容器概述及其檢測(cè)的必要性

壓力容器是裝載氣體或液化氣體的具備一定承壓能力的容器設(shè)備，如進(jìn)行貯藏與運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備、能進(jìn)行物化反應(yīng)的設(shè)備以及進(jìn)行熱量交換和固液氣分離的設(shè)備等。對(duì)壓力容器進(jìn)行檢測(cè)的必要性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①?gòu)膲毫θ萜鞯墓δ苌峡矗溆猛臼鞘謴V泛的，尤其是在石化裝備中起著至關(guān)重要的作用，壓力容器的質(zhì)量直接影響著企業(yè)的生存與生產(chǎn)發(fā)展；②大多數(shù)壓力容器制造工藝和零件的形狀極其復(fù)雜，并且多數(shù)屬于非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，需要根據(jù)用戶的特定需求個(gè)性化定制，手工操作較多，這不僅增加了生產(chǎn)制造的難度，同時(shí)也加大了質(zhì)量安全隱患的可能性；③壓力容器的生產(chǎn)和使用對(duì)安全性具有很高的要求，必須符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)有關(guān)規(guī)定，每一臺(tái)壓力容器需經(jīng)過(guò)圓整度、強(qiáng)度、錯(cuò)邊量等多個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)的嚴(yán)格檢驗(yàn)，才能保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性，這就對(duì)壓力容器的制造質(zhì)量以及誤差檢測(cè)過(guò)程提出了更高的要求。

二、檢測(cè)工具的精確度較差

現(xiàn)階段，壓力容器需要經(jīng)過(guò)山冷作、金加工及焊接三種方式的協(xié)作才能完成。若其中任意一種缺失，都會(huì)影響到容器的精確度。這三種制作方式中，對(duì)壓力容器檢測(cè)精確度的影響為：1、金加工制作壓力容器誤差：壓力容器或容器構(gòu)件若通過(guò)冷作和焊接制成，那么壓力容器及構(gòu)件的精度要低于金加工所制成的產(chǎn)品。主要是由于金加工制作壓力容器時(shí)，精度達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后的3位，同時(shí)進(jìn)行金加工制作時(shí)，還使用了一些計(jì)量精度較為準(zhǔn)確的檢測(cè)工具，常使用的工具有游標(biāo)卡尺、千分尺等。采用這些計(jì)量精準(zhǔn)的檢測(cè)工具，不但保障金加工制作的構(gòu)件的質(zhì)量，還提高了加工精度。因此，由于這些因素的保障，金加工構(gòu)件精度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷作、焊接制成的構(gòu)件。2、冷焊接的精度誤差：冷焊接的精度比較低，且明顯低于金加工。此外，冷焊接的自動(dòng)化水平也相對(duì)較低。進(jìn)行冷焊接加工時(shí)，人為因素、操作因素及環(huán)境因素對(duì)制作的影響較大。同時(shí)，由于冷焊接加工構(gòu)件制作可用的檢測(cè)工具較少，導(dǎo)致冷焊接方式無(wú)法準(zhǔn)確控制壓力容器及構(gòu)件的精度，從而降低了壓力容器及構(gòu)件的精讀，從而導(dǎo)致檢測(cè)誤差相對(duì)較大。早期使用焊縫檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)，但是由于焊縫檢測(cè)存在一定的局限性，誤差很大，所以設(shè)計(jì)者對(duì)焊縫檢測(cè)進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)出了焊接檢測(cè)尺。焊接檢測(cè)尺的設(shè)計(jì)理念更為科學(xué)，高度尺、主體尺及咬邊深度尺都處于同一直線上，達(dá)到了降低檢測(cè)誤差的目的。

三、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)誤差

在壓力容器的實(shí)際檢測(cè)環(huán)節(jié)中，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于影響壓力容器檢測(cè)來(lái)說(shuō)也是至關(guān)重要的因素之一，因?yàn)闄z測(cè)技術(shù)的實(shí)施終究取決于檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，而如果標(biāo)準(zhǔn)不夠嚴(yán)格，就難免會(huì)產(chǎn)生在容器檢測(cè)時(shí)所發(fā)生使用不當(dāng)、操作誤差等直接性影響檢測(cè)結(jié)果的事情發(fā)生。舉例而言，眾所周知，在壓力容器的制造中，殼體需要事先進(jìn)行組裝，之后才能夠進(jìn)行具體長(zhǎng)度的測(cè)量；而相關(guān)的檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)僅僅只是給出了容器管箱的長(zhǎng)度誤差值，整體殼體的長(zhǎng)度誤差卻完全沒(méi)有給出。于是其他結(jié)構(gòu)的誤差整體便直接決定了殼體的誤差大小，這樣便更容易使得殼體誤差超出允許值，從而發(fā)生檢測(cè)誤差過(guò)大的問(wèn)題。所以綜上所述，關(guān)于容器殼體長(zhǎng)度的誤差控制一定要有明確的要求，不然將會(huì)嚴(yán)重影響容器的使用安全。

四、檢測(cè)基準(zhǔn)未確定誤差

在實(shí)際的測(cè)量焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量時(shí)，可以使用焊接檢測(cè)尺，或者是使用自制樣板等工具來(lái)進(jìn)行測(cè)量。為了保證其測(cè)量的準(zhǔn)確性，通常在測(cè)量中應(yīng)當(dāng)選擇盡可能靠近焊縫根部的部分。在具體用樣板測(cè)量錯(cuò)邊量的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)分別測(cè)量焊縫兩邊的熱影響區(qū)至樣板的距離，兩邊的數(shù)據(jù)差值即為錯(cuò)邊量。可是在對(duì)接焊縫中所存在錯(cuò)邊量的同時(shí)，一般往往還存在著棱角度，抑或是殼體局部變形，從而使得測(cè)量基準(zhǔn)不定。舉個(gè)例子，如用焊接檢測(cè)尺測(cè)量錯(cuò)邊量時(shí)，由于其基準(zhǔn)為直線，在小直徑容器環(huán)向曲面上很難找平，所以經(jīng)常憑借著檢測(cè)員的經(jīng)驗(yàn)左右兩邊測(cè)量來(lái)對(duì)比判定，這樣一來(lái)，測(cè)量的數(shù)值就難以準(zhǔn)確了。

五、測(cè)量不規(guī)范誤差

壓力容器的檢測(cè)項(xiàng)目如棱角度、焊縫余高、圓弧度、錯(cuò)邊量等都是相互交聯(lián)的，因此，在對(duì)任一項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)量時(shí)，均需要考慮其他項(xiàng)目對(duì)其的影響。在對(duì)棱角度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，若沒(méi)有將焊縫余高考慮在內(nèi)，將直接導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生。橢圓度的測(cè)量數(shù)據(jù)精度也受環(huán)焊縫及縱焊縫棱角度的影響。由此可知，對(duì)于壓力容易的檢測(cè)需要制定一套規(guī)范的檢測(cè)方法，從各方面考慮測(cè)量誤差。在對(duì)不等厚度的對(duì)接焊縫的錯(cuò)邊量進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，其修正原則為所測(cè)數(shù)值須減去厚度差。在對(duì)殼體直線度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其規(guī)定的修正原則為：首先對(duì)檢測(cè)基準(zhǔn)進(jìn)行確定，在筒體上分別為30、900、1800、2700，并確定母線，鋼絲拉的長(zhǎng)度為0.5mm，對(duì)鋼絲線與筒體之間的距離進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)的縱焊縫、環(huán)焊縫與測(cè)量點(diǎn)之間的距離是有明確規(guī)定的，測(cè)量部位也是規(guī)定的，同時(shí)針對(duì)長(zhǎng)度在規(guī)定范圍外的情況，也有具體的替換標(biāo)準(zhǔn)。在對(duì)內(nèi)壓容器殼體橢圓度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于缺乏規(guī)范的測(cè)量方法及規(guī)定，檢驗(yàn)人員對(duì)測(cè)量點(diǎn)的選取只是隨機(jī)的，而此種方法導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果人為因素較大，缺乏準(zhǔn)確性。而在對(duì)外壓容器殼體橢圓度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，以弦長(zhǎng)等于弧長(zhǎng)兩倍的內(nèi)、外弓形樣板法測(cè)量，同樣在缺乏任何操作規(guī)范的條件下會(huì)產(chǎn)生較大的樣板誤差。